Санкт – Петербург

Г У А П

Кафедра №15

Рейтинг за работу:

Преподаватель: Кораблёва А.А.

ОТЧЕТ

О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

ПО КУРСУ: ОБЩАЯ ХИМИЯ

" СКОРОСТЬ РЕАКЦИИ В РАСТВОРАХ "

Х 15 2101 04 ЛР

Работу выполнил Зуев И. А.

студент группы №3111

Санкт – Петербург

Цель работы:

Определить константу скорости, температурный коэффициент, энергию активации реакции взаимодействия тиосульфата натрия с серной кислотой.

В данной лабораторной работе изучается реакция между тиосульфатом натрия (гипосульфитом) Na2S2O3 и серной кислотой H2SO4.

Эта реакция протекает в две стадии:

1) (быстро)

Первая стадия ионного обмена протекает практически мгновенно. Тиосерная кислота неустойчивое соединение, распадающееся с выделением белого осадка серы.

2) (медленно)

О скорости реакции можно судить по появлению опалесценции и дальнейшему помутнению раствора от выпавшей серы.

Суммарная реакция определяется второй стадией процесса и зависит от концентрации H2SO4 , а значит и Na2S2O3 (реакция псевдомолекулярна).

Кинетическое уравнение имеет вид:

Приборы и реактивы:

Термостаты, термометры, мерные цилиндры, пробирки, пробиркодержатели, секундомер, растворы Na2S2O3 и H2SO4 .

Опыт №1:

Влияние тиосульфата на скорость химической реакции.

Зависимость скорости реакции от концентрации тиосульфата натрия.

№ опыта	Концентрация тиосульфата, моль/л	Время реакции t,с	Относительная скорость реак., V, 1/c	Константа скорости реак., К, л/моль*с
	0.2		0.0357	0.18
	0.1		0.0222	0.22
	0.05		0.0118	0.24

Обработка результатов опыта:

1. Рассчитываем относительную скорость реакции по формуле:

V=1/t

Результаты смотреть в вышеприведенной таблице.

2. Исходя из кинетического уравнения, определяем значение константы скорости реакции:

Результаты смотреть в вышеприведенной таблице.

3. Определяем среднее значение константы для данной комнатной температуры, в данном случае Т = 14 град цельс.

4. Выразить зависимость скорости реакции от концентрации тиосульфата – графически. (см. рис.№1).

5. Графически определяем константу скорости реакции как тангенс угла наклона прямой ОА к оси абсцисс. Сравниваем графически определенную константу с ее аналитическим значением.

КГР = tga = 0.206 КСР = 0.21 КГР » КСР

Вывод:

При постоянной температуре скорость химической реакции пропорциональна концентрации реагирующих веществ, с увеличением концентрации скорость реакции увеличивается.

Сравнив графически определенную константу с ее аналитическим значением получим, что они приблизительно равны. Это означает, что измерение были проведены достаточно точно.

Опыт №2:

Влияние температуры на скорость химической реакции.

№ опыта Температура опыта, Т, град цельс. Время реакции t, с Относит. скорость реак. V, 1/с Конст. скор. реак. К, л/моль*с

0.0015 0.3

0.03 0.57

0.06 1.25

0.125 2.5

Обработка результатов опыта:

1.Рассчитываем относительную скорость реакции при каждой температуре:

V=1/t

Результаты смотреть в вышеприведенной таблице.

2.Исходя из кинетического уравнения определяем значение константы для каждой температуры:

Результаты смотреть в вышеприведенной таблице.

3.Выражаем графически влияние температуры на скорость химической реакции. (см. рис.№2).

4.Исходя из уравнения Ван-Гоффа определяем для каждого температурного интервала значение температурного коэффициента и вычисляем его среднее значение:

К2/К1 = i1 = 1.9 К3/К1 = i1 = 4.2

К3/К2 = i2 = 2.19 К4/К2 = i2 = 4.4 iсред = 3.8

К4/К3 = i3 = 2 К4/К1 = i3 = 8.3

5. Исходя из уравнения Аррениуса вычисляем аналитическое значение энергии активации для каждого температурного интервала:

Еа1 = 48013 Дж/моль Еа2 = 62545 Дж/моль Еа3 =58805 Дж/моль

Еа4 = 55445 Дж/моль Еа5 = 61061 Дж/моль Еа6 =56238 Дж/моль, и вычисляем его среднее значение:

ЕаСРЕД = 57017 Дж/моль

6. Выстраиваем графическую зависимость lgK от 1/Т по вычисленным константам скоростей при разных температурах и определяем энергию активации графическим способом (см. рис. №3).

tgj = - Еа / 2.3 R , следовательно

ЕаГР = -2.3 R tgj = -2.3 * 8.3 * tgj = 57023 Дж/моль

7. Сравниваем значения энергии активации полученные графическим и аналитическим путем:

ЕаГР = 57023 Дж/моль ЕаСРЕД = 57017Дж/моль ЕаГР » ЕаСРЕД

Вывод:

При температуре равной const, скорость химической реакции пропорциональна концентрации веществ, участвующих в этой реакции (см. рис.№1).

С увеличением температуры скорость химической реакции увеличивается, при условии, что концентрация остается неизменной. Это можно объяснить тем, что с ростом температуры атомы веществ переходят в более возбужденное состояние, т. е. они получают дополнительную энергию – энергию активации, необходимую для разрыва химической связи и образования нового вещества.

Список используемой литературы:

1. А. А. Кораблева. “Химия”. Методические указания к выполнению лабораторных работ.

2. Н. В. Коровин. “Курс общей химии”.М: “Высшая школа”, 1981 г.